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第7讲(2)-土桩和灰土桩


(三)施工流程 :施工准备三通一平测量放线机具就位成孔 夯填封顶。
(四)施工注意事项
1、桩顶设计标高以上的预留覆盖一定厚度的土层。 2、成孔和孔内回填夯实的施工顺序,当整片处理时,宜从里(或中 间)向外间隔 1~2 孔进行,对大型工程,可采取分段施工;当 局部处理时,宜从外向里间隔 1~2 孔进行; 3、土料和灰土受雨水淋湿或冻结,容易出现“橡皮土”,且不易夯 实。当雨季或冬季选择灰土挤密桩或土挤密桩处理地基时,应采 取防雨或防冻措施,保护灰土或土料不受雨水淋湿或冻结,以确 保施工质量。
6.5 质量检验
(三) 载荷试验法 对重要的大型工程应进行现场载荷试验和浸水载荷试验, 直接观测承载力和湿陷情况。 注意,以上前二种检验法,对灰土桩应在桩孔夯填后 48小时以内进行;二灰桩应在36小时以内进行,否则 将由于灰土或二灰的胶凝强度影响而无法进行质量检验。 对一般工程,质量检验主要应检查桩和桩间土的干密 度和承载力;对重要或大型工程,除了检测上述项目 外,还应该进行载荷试验或其它原位测试。也可以在 地基处理的全部深度内取土样测定桩间土的压缩性和 湿陷性。
土桩与灰土桩在我国西北、华北地区应用比较广泛, 适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、新近堆积的黄 土、素填土和杂填土等地基。 它们与碎石(砂)桩一样,同样属于柔性桩,桩与 桩间土共同组成复合地基。 所谓复合地基,一般可认为由两种刚度(或模量 )不同的材料(桩体和桩间土)所组成,在相对刚性 基础下,两者共同分担上部荷载并协调变形(包括剪 切变形)的地基。
(七)变形计算

土(或灰土)桩挤密法处理地基的变形计 算应按国标《建筑地基基础设计规范》(GBJ7 --89) 有关规定执行,其中复合地基的压缩 模量应通过试验或结合当地经验确定。
6.4 施工方法
(一)成孔方法 土桩和灰土桩的成孔方法有沉管法、爆扩法及冲击法等。 可按地基土的物理力学性质、桩孔深度、机械设备和施 工经验等因素选定。
(三)桩距及排距
桩孔宜按等边三角形布置,桩孔之间的中心 距离,可为桩孔直径的 2.0~2.5 倍,也可按下 式估算:
c d max s 0.95d c d max d
(三)桩距及桩排
1.桩间土的平均挤 密系数ηc ,应按 下式计算:
2.桩孔的数量可按 下式估算:
6.6、工程实例
甘肃省建工局木材厂单身宿舍土桩挤密法加固地基。 该厂单身宿舍兼办公楼为五层砖混结构,长×宽 =42.9m×12.3m,建筑面积2750m2。 地质勘察资料表明:在建 筑场地内湿陷性黄土层厚7m~8m,分级湿陷量为300mm,属Ⅱ级 自重湿陷性场地。土的含水量ω=8.7%~14.2%,天然土干密度 =1.26t/m3~1.32t/m3,具有高一中压缩性。地基决定采用土挤 密桩处理。 桩孔直径为400mm,桩中心距l=2.22d=0.89m。成孔挤密后 桩间土的干密度计划提高到1.55t/m3~1.61t/m3,相应达到的压 实系数 为0.925~0.943,可满足消除湿陷性要求。桩孔内填料采用 接近最优含水量(15%~17%)的黄土,夯实后压实系数 不低于 0.93。填料夯实按每两铲土锤击五次进行。

(二)桩孔回填夯实
回填桩孔用的土料应尽量使用就地挖取的净黄土或一般粘性土, 过筛后土块直径不大于20mm。 石灰使用消解3天~4天后的熟石灰并过筛,其粗粒粒径不大于 5mm,质量不低于Ⅲ级,(CaO+MgO)的含量不小于50%。 灰土体积比一般可用2:8。含水量应该接近最优含水量,当其偏离 ±3%以上时应加以调整。 填夯施工前应进行试验,确定每次填料数量和夯击次数。夯锤重 量不小于100kg,锤底直径小于桩孔直径90mm~120mm,锤 底面静压力不宜小于20kPa。 成孔和回填夯实的施工宜间隔进行,对大型工程可采取分段施工, 以保证工程质量。 雨季或冬季施工,应采取防雨、防冻措施,防止土料和灰土受雨 水淋湿和冻结。

6.5 质量检验
夯填质量的检验方法有下述三种。 (一)轻便触探法 先通过试验夯填,求得“检定锤击数”,施工检验 时以实际锤击数不小于检定锤击数为合格。 (二)环刀取样法 先用洛阳铲在桩孔中心挖孔或通过剖开桩身,从基 底算起沿深度方向每隔1.0m~1.5m用带长把的小环 刀分层取出原状夯实土样,测定其干土密度。
第 6章 土(或灰土)桩
6.1 概述
(一)定义
灰土桩或土桩通过成孔过程中的横向挤压作用,
桩孔内的土被挤向周围,使桩间土得以挤密,
然后将备好的灰土或素土(粘性土)分层填入 桩孔内,并分层捣实至设计标高。用灰土分层 夯实的桩体,称为灰土桩;用素土分层夯实的 桩体,称为土桩。
(二)适用范围
灰土桩和土桩适用范围:
6.5 质量检验
工程质检以及验收检验包括:桩孔质量、桩间土、夯填质量、地基处 理综合效果。 桩孔质量检验: 孔径、孔深、垂直度; 桩间土挤密效果检验:挤密系数是否达到要求; 夯填质量:桩身夯填质量; 综合 效果检验目的:承载力或消除湿陷性效果。 在施工过程中应采取抽样检验,检验数据和结论应准确、真实,具有 说服力,对检验结果应进行综合分析或综合评价。抽样检验的数量, 对一般工程不应少于桩总数的 l%;对重要工程不应少于桩总数的 1.5%,且每台班至少抽查一根,不合格处应采取加桩或其它补救措 施。
(四)处理范围
对于湿陷程度严重(Ⅲ级)和很严重(IV级)的自重湿 陷性黄土地基,处理后既需要消除其湿陷性,还需其具 有防渗隔水作用,此时宜采用整片处理的方法,处理范 围每边超出建筑物外墙基础外缘的宽度不宜小于处理土层 厚度的1/2 ,并且不应小于2m,以防止水从处理与未 处理土层的接触面渗入地基,提高处理地基的效果。 地基处理的深度应根据建筑物对地基的要求、地基的湿陷 类型、湿陷等级、湿陷性黄土层厚度及打桩机械的条件综 合考虑决定。 采用土桩挤密法处理地基,如果处理深度过小,则不经 济。目前,该法施工的桩孔深度可达12m~15m。
土桩或灰土桩处理地基的宽度应大于基础宽度。 若主要考虑消除地基的部分或全部湿陷量,而不考虑防 渗隔水作用,或者用于提高地基的承载力,则一般采用局 部处理的方法: 对非自重湿陷性黄土、素填士和杂填土等地基,处理宽 度每边超出基础宽度不应小于0.25b(b为基础短边宽 度),并不应小于0.5m; 对自重湿陷性黄土地基,为了有效地阻止基础底面下被处 理的土层产生侧向变形,处理宽度不应小于0.75b,且 不应小于1m。
土(或灰土)桩的挤密效果与桩距有关。而桩距的确定 又与土的原始干密度和孔隙比有关,所以,桩距的设计 应通过试验或计算确定,重要工程要求桩间土的平均压 实系数 不宜小于0.93,一般工程不应小于0.90。 条形基础下布置的灰土桩不宜少于2排,土桩不土少于 3排。为使桩间土得到均匀挤密,桩孔宜按三角形布置。 有时为了适应基础尺寸,合理减少桩孔排数和孔数时, 也可以采用正方形和梅花形等排列方式。
⑴沉管法是用打桩机将带有特制桩尖的钢管打入土层中至设计深度, 然后缓慢拔出桩管后成孔。该法简单易行,孔壁光滑平整,挤密效 果较易控制,但处理深度受桩架高度限制,一般不超过7m~8m。 打桩机技术性能(如锤重、激振力等)应与桩管直径、重量、长度 及地基土特性等相适应。 桩管沉至设计深度后应及时拔出,不要在土中搁置时间过长,否则 会引起拔管困难。
(一)成孔方法
⑵爆扩法成孔不需要打桩机械,可用钢钎打入土中形 成15mm~30mm的孔,直接填入炸药和1~2个电雷 管,或者用洛阳铲和其他工具在土中挖成直径为 60mm~80mm的孔,装入炸药卷和电雷管后爆扩成 孔。前者适用于含水量较小的土层,而后者适用于含水 量较高的土层。爆扩后桩孔直径D约为药眼或药卷直径 d0的15倍~18倍,并应该通过现场试验确定。 ⑶冲击法是使用冲击钻机将0.6t~3.2t的锥形锤头提 升0.5m~2.0m高后自由落下,反复冲击后成孔,直 径可达500mm~600mm,成孔深度可达20m以上, 适用于处理自重湿陷性且厚度较大的土层。
(六)承载力和变形
(1)采用荷载试验的方法确定 (2)参照工程经验来确定(工程类比法)
(1)用载荷试验方法确定 对重大工程,应通过载荷试验确定其承载力设计值。 如挤密桩的目的是消除地基的湿陷性,还应进行浸水试 验,判定消除湿陷性的效果。 载荷试验时,如果p~s曲线上无明显直线段,则土 桩挤密地基按s/b=0.01~0.015、灰土桩复合地基按 s/b=0.008(b为载荷板宽度)所对应的荷载作为处理地 基的承载力设计挤密作用
桩孔位置的土体被挤开,桩周土被挤压,挤密范 围1.5-2.0d(d-桩直径); 挤密具有叠加效果,桩距越近,叠加效果越明显 ; 天然含水率、干密度与孔隙比对挤密效果影响大 。最优含水率时挤密效果最好,干密度越大,挤 密范围越大,e=0.9-1.2时,挤密效果好。e〈0.8 时,湿陷性黄土没有必要采用挤密地基。
(五)填料和压实系数
桩孔内投入的填料,应该根据工程的要求或地基处 理的目的来确定,并且采用压实系数控制填料的夯实质 量。 压实系数指压实实际达到的干密度与由击实实验 得到的试样的最大干密度的比值(或土的控制干密度 与最大干密度之比) 当采用素土回填夯实时,压实系数 ≥0.95;当 用灰土回填夯实时,压实系数≥0.97,灰与土的体积 配合比宜采用2:8或3:7。
6.3 设计计算
(一)桩体材料配合比设计
当桩孔内用灰土或素土分层回填、分层夯实时,石灰与 土的体积配合比,宜为 2︰8 或 3︰7。
(二)桩径及布置
1. 桩孔直径宜为 300~450mm,并可根据所选用的成孔设 备或成孔方法确定。 2. 桩孔宜按等边三角形布置
6.3 设计计算
(三)桩距及排距
6.2 加固机理
(二)灰土性质作用
石灰和土按照2:8或3:7形成的桩体材料具有气硬性 和水硬性,石灰的正电荷钙离子与粘土颗粒的负离子相 互吸附形成胶体凝聚,土体固化,强度增加。
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